Konjuguotieji polimerai kaip funkcinės medžiagos gali būti panaudoti įvairiuose prietaisuose: organiniuose šviestukuose, organiniuose lauko tranzistoriuose, organiniuose saulės elementuose. Šio darbo tikslas - nustatyti fotogeneruotų krūvininkų pernašos dėsningumus π – konjuguotuose polimeruose panaudojant naują žadinimo-zondavimo metodą pagrįstą išoriniu elektriniu lauku indukuota antrosios optinės harmonikos generacija. Pagrindinis dėmesys buvo skiriamas pernašos dinamikai. Molekulinių darinių fizikos laboratorijoje buvo įrengta matavimų schema ir įvertintas metodo tinkamumas krūvio pernašos tyrimams. Buvo atlikti krūvio pernašos matavimai trijuose skirtinguose konjuguotuosiuose polimeruose. Nustatyta, kad fotogeneruotų krūvininkų judris tuoj po sužadinimo yra daug didesnis lyginant su stacionaria judrio verte, o krūvio pernašos dinamiką lemia konjuguoto polimero struktūrinė hierarchija, krūvininkų judėjimas yra daugialypis, susidedantis iš greito judėjimo viena polimero grandine ar konjuguotais polimero grandinės segmentais ir lėto šokavimo tarp atskirų polimero grandinių Pirmą kartą detaliai išnagrinėta šviesa sugeneruotų krūvininkų pernašos dinamika konjuguotuose polimeruose. Darbo rezultatai suteikia žinių apie fundamentalius krūvininkų pernašos mechanizmus konjuguotuose polimeruose, kurios gali būti panaudotos kuriant organinius elektronikos prietaisus. / Conjugated polymers are promising candidates for applications in all kinds of organic optoelectronic devices: OLEDs, organic field-effect transistors (OFETs) and organic photovoltaic cells. The main goal of this work was to investigate transport features of photogenerated electrical charge in pi-conjugated polymers by means of novel technique based on time-resolved electric field-induced second harmonic generation (TREFISH). TREFISH measurement setup was implemented in the laboratory of Molecular compounds physics, and applicability of the method has been verified. Measurements were performed on three different model polymers: methyl substituted ladder-type poly(para-phenylene) (MeLPPP), poly(fluorene-co-benzothiadiazole) (F8BT) and poly(spirobifluorene-co-benzothiadiazole) (PSF-BT), having different morphological and chemical structure. It has been found that motion of photogenerated charge carriers in π-conjugated polymer films experiences rapid dynamics after excitation. Different time domains of charge transport were distinguished. Initial fast transport of photogenerated charge carriers corresponds to the carrier motion along the single polymer chain or conjugated segment of the polymer chain. Slowest carrier motion phase is well described by the stochastic drift, which is attributed to interchain jumps and determines the macroscopic equilibrium mobility. Thus, the equilibrium mobility value is not applicable to the transport on nanometer scale up to tens of nanometers... [to full text]

Conjugated polymers are promising candidates for applications in all kinds of organic optoelectronic devices: OLEDs, organic field-effect transistors (OFETs) and organic photovoltaic cells. The main goal of this work was to investigate transport features of photogenerated electrical charge in pi-conjugated polymers by means of novel technique based on time-resolved electric field-induced second harmonic generation (TREFISH). TREFISH measurement setup was implemented in the laboratory of Molecular compounds physics, and applicability of the method has been verified. Measurements were performed on three different model polymers: methyl substituted ladder-type poly(para-phenylene) (MeLPPP), poly(fluorene-co-benzothiadiazole) (F8BT) and poly(spirobifluorene-co-benzothiadiazole) (PSF-BT), having different morphological and chemical structure. It has been found that motion of photogenerated charge carriers in π-conjugated polymer films experiences rapid dynamics after excitation. Different time domains of charge transport were distinguished. Initial fast transport of photogenerated charge carriers corresponds to the carrier motion along the single polymer chain or conjugated segment of the polymer chain. Slowest carrier motion phase is well described by the stochastic drift, which is attributed to interchain jumps and determines the macroscopic equilibrium mobility. Thus, the equilibrium mobility value is not applicable to the transport on nanometer scale up to tens of nanometers... [to full text] / Konjuguotieji polimerai kaip funkcinės medžiagos gali būti panaudoti įvairiuose prietaisuose: organiniuose šviestukuose, organiniuose lauko tranzistoriuose, organiniuose saulės elementuose. Šio darbo tikslas - nustatyti fotogeneruotų krūvininkų pernašos dėsningumus π – konjuguotuose polimeruose panaudojant naują žadinimo-zondavimo metodą pagrįstą išoriniu elektriniu lauku indukuota antrosios optinės harmonikos generacija. Pagrindinis dėmesys buvo skiriamas pernašos dinamikai. Molekulinių darinių fizikos laboratorijoje buvo įrengta matavimų schema ir įvertintas metodo tinkamumas krūvio pernašos tyrimams. Buvo atlikti krūvio pernašos matavimai trijuose skirtinguose konjuguotuosiuose polimeruose. Nustatyta, kad fotogeneruotų krūvininkų judris tuoj po sužadinimo yra daug didesnis lyginant su stacionaria judrio verte, o krūvio pernašos dinamiką lemia konjuguoto polimero struktūrinė hierarchija, krūvininkų judėjimas yra daugialypis, susidedantis iš greito judėjimo viena polimero grandine ar konjuguotais polimero grandinės segmentais ir lėto šokavimo tarp atskirų polimero grandinių Pirmą kartą detaliai išnagrinėta šviesa sugeneruotų krūvininkų pernašos dinamika konjuguotuose polimeruose. Darbo rezultatai suteikia žinių apie fundamentalius krūvininkų pernašos mechanizmus konjuguotuose polimeruose, kurios gali būti panaudotos kuriant organinius elektronikos prietaisus.

This thesis is dedicated to investigation of carrier dynamics in 3C-SiC crystals and heterostructures by using light-induced transient gratings and differential transmission techniques. The experimental studies in a wide range of excess carrier densities and temperatures revealed the influence of several particular growth conditions in different growth techniques on electronic properties of grown layers, and hence, a possibility to characterize indirectly the structural perfection of a layer by non-destructive optical means. Based on these results, we were able to evaluate and compare quality of 3C-SiC specimens manufactured by nearly all currently available growth techniques and to distinguish the most promising growth methods for 3C-SiC semiconductor. Moreover, we found a novel way, based on DT technique, to determine the carrier trap concentration in finite thickness layers, as well as to attribute them to specific impurity species. Finally, we investigated the influence of substrate surface features on carrier lifetime and mobility of the overgrown layers. / Disertacija yra skirta krūvininkų dinamikos tyrimams 3C-SiC kristaluose ir heterostruktūrose naudojant šviesa indukuotų dinaminių gardelių ir diferencinio pralaidumo metodikas. Atlikti tyrimai plačiame žadinimų ir temperatūros intervale atskleidė skirtingų auginimo technologijų ir jų tam tikrų parametrų įtaką opto-elektroninėms užaugintų sluoksnių savybėms, kas įgalino atlikti medžiagos neardančią, optinę kristalų struktūrinės kokybės charakterizaciją. Remiantis gautais rezultatais mes galėjome palyginti visomis plačiausiai naudojamomis auginimo technologijomis užaugintų 3C-SiC bandinių kokybę, taigi ir įvertinti perspektyviausią 3C-SiC puslaidininkio auginimo metodą. Šiame darbe atradome naują būdą, paremtą diferencinio pralaidumo metodika, krūvininkų gaudyklių koncentracijos ir šių priemaišinių atomų prigimties nustatymui pakankamai plonuose sluoksniuose. Taip pat, tyrėme padėklo paviršiaus įtaką krūvininkų gyvavimo laikui ir judriui epitaksiniuose sluoksniuose.

Disertacija yra skirta krūvininkų dinamikos tyrimams 3C-SiC kristaluose ir heterostruktūrose naudojant šviesa indukuotų dinaminių gardelių ir diferencinio pralaidumo metodikas. Atlikti tyrimai plačiame žadinimų ir temperatūros intervale atskleidė skirtingų auginimo technologijų ir jų tam tikrų parametrų įtaką opto-elektroninėms užaugintų sluoksnių savybėms, kas įgalino atlikti medžiagos neardančią, optinę kristalų struktūrinės kokybės charakterizaciją. Remiantis gautais rezultatais mes galėjome palyginti visomis plačiausiai naudojamomis auginimo technologijomis užaugintų 3C-SiC bandinių kokybę, taigi ir įvertinti perspektyviausią 3C-SiC puslaidininkio auginimo metodą. Šiame darbe atradome naują būdą, paremtą diferencinio pralaidumo metodika,krūvininkų gaudyklių koncentracijos ir šių priemaišinių atomų prigimties nustatymui pakankamai plonuose sluoksniuose. Taip pat, tyrėme padėklo paviršiaus įtaką krūvininkų gyvavimo laikui ir judriui epitaksiniuose sluoksniuose. / This thesis is dedicated to investigation of carrier dynamics in 3C-SiC crystals and heterostructures by using light-nduced transient gratings and differential transmission techniques. The experimental studies in a wide range of excess carrier densities and temperatures revealed the influence of several particular growth conditions in different growth techniques onelectronic properties of grown layers, and hence, a possibility to characterize indirectly the structural perfection of a layer by non-destructive optical means. Based on these results, we were able to evaluate and compare quality of 3C-SiC specimens manufactured by nearly all currently available growth techniques and to distinguish the most promising growth methods for 3C-SiC semiconductor. Moreover, we found a novel way, based on DT technique, to determine the carrier trap concentration in finite thickness layers, as well as to attribute them to specific impurity species. Finally, we investigated the influence of substratesurface features on carrier lifetime and mobility of the overgrown layers.